Устройство электромагнитного затвора

 

Использование: в кино-фототехнике. Сущность изобретения: устройство содержит два лепестка затвора 64, 66, кольцо установки экспозиции 8, поворачиваемое импульсным шаговым двигателем и включающее в себя кулачок установки экспозиции 14 для открытия лепестков, прилив 18 и спусковой кулачок 16, и фокусировочное кольцо 10, пружину обратного хода 43 для обеспечения обратного хода фокусировочного кольца, деблокирующие средства для блокировки фокусировочного кольца 10, контактор 86, центральный процессор 92 для управления поворотом импульсного шагового двигателя в соответствии с сигналом, поступившим со схемы определения освещенности и расстояния до объекта. 1 с. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройству электромагнитного затвора, в частности, к устройству электромагнитного затвора с электромагнитным приводом лепестка затвора.

В патенте США 4881093 G 03 B 9/10, 1982г. раскрывается сущность узла затвора с электромагнитным приводом для фотоаппарата. Узел затвора включает в себя постоянные электромагниты, прикрепленные к лепесткам затвора. Ряд якорей создает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными электромагнитами, заставляя лепестки затвора перемещаться между открытым и закрытым положениями. Формы постоянных электромагнитов и якорей позволяют лепесткам удерживаться в открытом и закрытом положениях без последующего приложения тока к якорям. Кроме того, электромагнитное поле приподнимает постоянные электромагниты, чтобы облегчить перемещение лепестков затвора между открытым и закрытым положениями. Однако известный затвор не может быть применен в фотоаппарате с автоматической фокусировкой и установкой экспозиции.

Наиболее близким к изобретению является затвор, известный из авторского свидетельства СССР 1610465, кл. G 03 B 9/00, 9/08, 1980г. содержащий установленные соосно тубус объектива с подвижной частью, оправу объектива, включающую цилиндрическую часть и фокусировочное кольцо, а также лепестки затвора и средства открытия и закрытия лепестков затвора.

Однако этот затвор имеет сложную и объемную конструкцию.

Технической задачей является разработка устройства электромагнитного затвора, которое имеет компактную конструкцию и может быть применено в фотоаппарате с автоматическим управлением фокусировкой и установкой экспозиции в целях преодоления вышеописанных недостатков известных устройств.

Чтобы достичь этого технического результата настоящее изобретение включает в себя: оправу объектива, включающую в себя фланец, закрепленный на цилиндрической части, и основание цилиндрической части, две пластинки лепестков затвора, установленные с возможностью поворота на стороне указанного фланца, противоположной той, где находится указанная цилиндрическая часть, и являющиеся по существу линейно противоположными друг другу, кольцо установки экспозиции, включающее в себя кулачок установки экспозиции, прилив и спусковой кулачок, выполненные друг за другом в соответствии с заданным направлением поворота, поворачиваемое с помощью линейного шагового электродвигателя, фокусировочное кольцо, включающее в себя передний рычаг, средство фиксации объектива и задний рычаг, выполненные друг за другом в соответствии с заданным направлением поворота, средства обратного хода для обеспечения движения фокусировочного кольца в направлении, противоположном направлению поворота, средства блокировки для блокировки, деблокировки и поддержания в деблокированном состоянии поворота фокусировочного кольца в соответствии с воздействием спускового кулачка, средства открытия и закрытия лепестков затвора с управлением степенью открытия лепестков затвора в соответствии с воздействием кулачка установки экспозиции, контактор для формирования сигнала начала работы электронных устройств в соответствии с воздействием заднего рычага, и центральный процессор, выполняющий функцию управления вращением линейного шагового электродвигателя в соответствии с сигналом, поступающим со схемы определения освещенности и со схемы определения расстояния.

В затворе кольцо установки экспозиции и фокусировочное кольцо установлены вокруг указанной цилиндрической части с возможностью вращения.

Изобретение поясняется чертежами, где приведены на фиг.1 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей, схематически иллюстрирующее предпочтительный вариант конструкции устройства электромагнитного затвора в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг. 2 - увеличенное перспективное изображение, иллюстрирующее храповой механизм, показанный на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг.3 - условная схема, иллюстрирующая кольцевой ротор и статор, расположенный вокруг ротора, для случая плоского изображения кольцевого ротора и статора, расположенного вокруг ротора, показанных на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 4 - схема, иллюстрирующая движение ротора, показанного на фиг.3, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 5 - условная схема статора и ротора для случая, когда статор и ротор, отличающиеся от тех, что показаны на фиг.3, изображены в плоскости, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 6 - горизонтальная проекция и боковая проекция ротора, показанного на фиг.5, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 7 - перспективное изображение, иллюстрирующее одну из пары обмоток возбуждения, образующих статор, показанный на фиг. 5, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 8 - временная диаграмма, иллюстрирующая то, как электрический ток протекает в каждом из якорей статора, показанного на фиг.5, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 9 - чертеж с разделением деталей, иллюстрирующий работу лепестка затвора, показанного на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 10 - чертеж, иллюстрирующий положения, соответствующие открытому и закрытому состояниям лепестка затвора, показанного на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг.11 - вертикальная проекция, схематически иллюстрирующая то, как собрано устройство электромагнитного затвора, показанное на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 12 - боковая проекция, схематически иллюстрирующая то, как собрано устройство электромагнитного затвора, показанное на фиг.1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 13 - блок-схема цепочки, использованная в устройстве электромагнитного затвора, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг.14 - схема, иллюстрирующая то, как деблокируется фокусировочное кольцо, показанное фиг.11, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг.15 - схема, иллюстрирующая то, как осуществляется управление фокусом посредством вращения фокусировочного кольца, показанного на фиг.14, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения,
фиг. 16 - схема, иллюстрирующая то, как открывается затвор вследствие вращения кольца установки экспозиции, показанного на фиг.14, в соответствии с конкретным примером осуществления.

Устройство электромагнитного затвора содержит следующие элементы.

Оправу 2 объектива, изображенную на фиг.1, которая включает в себя цилиндрическую часть 4 и фланец 6, закрепленный на основании цилиндрической части 4.

Кольцо 8 установки экспозиции, фокусировочное кольцо 10 и ротор, установленные друг за другом с возможностью поворота на внешней боковой поверхности цилиндрической части 4.

На внешней боковой части поверхности кольца 8 установки экспозиции друг за другом в направлении против часовой стрелки выполнены кулачок 14 установки экспозиции, предназначенный для задания степени открытия лепестков затвора, прилив 18 и спусковой кулачок 16.

В соответствии с направлением поворота - против часовой стрелки - кольца 8 установки экспозиции, спусковой кулачок 16 приводит в движение храповой механизм 20, закрепленный с возможностью поворота на фланце 6 оправы 2 объектива. Как показано на фиг.2, храповой механизм имеет стопор 22 и палец 26. Этот храповой механизм 20 поджат пружиной кручения 24 в заданном направлении. Если кольцо 8 установки экспозиции поворачивается в направлении против часовой стрелки, палец 26, закрепленный в стопоре 22, отжимается спусковым кулачком 16, и храповой механизм 20 поворачивается в направлении против часовой стрелки.

Палец 26 храпового механизма 20 введен в прорезь 30, сделанную в сцепляющем элементе 28, изготовленном из магнитного материала. Сцепляющий элемент помещен с возможностью скольжения на фланец 6 на заданном расстоянии от электромагнита 32, расположенного на фланце 6 оправы 2 объектива, и этот сцепляющий элемент втягивается в электромагнит 32, если электромагнит находится под током.

На фиг.1 показаны также передний рычаг 34, задний рычаг 36, рычаг 38 фиксации объектива и фиксируемый пружиной выступ 40, выполненные на внешней боковой поверхности фокусировочного кольца 10. На заданной части внешней боковой поверхности фокусировочного кольца 10 изготовлен храповой венец 42, вводимый в зацепление со стопором 22 храпового механизма 20. Предпочтительно, чтобы рычаг 38 фиксации объектива имел форму вилки, как показано на фиг. 1. Этот рычаг 38 фиксации объектива вместе с рычагом 90 (см. фиг.12), который будет описан ниже, образует средства фиксации объектива.

Вышеупомянутые храповой механизм 20, храповой венец 42, пружина кручения 24, сцепляющий элемент 28 и электромагнит 32 образуют средства блокировки, и эти средства блокировки блокируют, деблокируют, и поддерживают деблокированным вращательное движение фокусировочного кольца 10.

Когда фокусировочное кольцо 10 установлено на внешней боковой поверхности цилиндрической части 4, передний рычаг 34 соприкасается с расположенной против часовой стрелки стороной сцепляющего элемента 18 кольца 8 установки экспозиции.

Фиксируемый пружиной выступ 40 соединен с одним кольцом пружины растяжения 43, другой конец которой закреплен на фланце 6 оправы 2 объектива. Пружина растяжения 43 представляет собой средства обратного хода для обеспечения обратного хода фокусировочного кольца в исходное положение.

Ротор 12 вместе со статором 48, который будет описан в ниже, образует линейный шаговый электродвигатель. Если ротор 12 установлен на внешней боковой поверхности цилиндрической части 4, то ротор 12 и кольцо 8 установок экспозиции вращаются как единое целое, поскольку стержень 44, ориентированный вдоль оси внешней боковой поверхности, входит в фиксирующее отверстие 45 ротора 12 и соединен с фиксирующим отверстием 45. Количество стержней 44 и фиксирующих отверстий 45 может быть больше единицы.

Ротор 12 представляет собой разновидность постоянного электромагнита и совокупность полюсов 46, выступающих наружу в радиальном направлении по существу через одинаковые интервалы, выполнена в заданной области внешней боковой поверхности ротора 12. При этом, северный полюс и южный полюс полюсов 46 расположены рядом с витками с соблюдением зазора между ними.

Статор 48 расположен на внешней боковой поверхности ротора 12, находясь на заданном расстоянии от ротора 12, фактически, статор 48 неподвижен и прикреплен к корпусу фотоаппарата отдельно от оправы 2 объектива. Статор 48 представляет собой пару обмоток возбуждения 50 и 52, имеющих форму буквы Е. Каждая из обмоток возбуждения 50 и 52 имеет по два якоря 54, 56 и 58, 60, соответственно. При необходимости, между обмотками возбуждения 50 и 52 помещают постоянный электромагнит, в результате чего магнитное поле, создаваемое якорями 54, 56, 58 и 60, может быть усилено.

Как показано на фиг.3 с целью пояснения движения ротора 12 относительно статора 48, эти якоря условно изображены плоскими - для простоты иллюстрации. На самом же деле якоря 54, 56, 58 и 60, конечно, расположены на окружности вокруг ротора 12, как показано на фиг.1.

Каждый из показанных на фиг.3 якорей 54, 56, 58 и 60 имеет одно и то же направление витков обмотки. Ток подается раздельно на якоря 54 и 56 обмотки возбуждения 50 и на якоря 58 и 60 обмотки возбуждения. Между двумя якорями указанной обмотки возбуждения 50 можно установить интервал, позволяющий якорям 54 и 56 располагаться напротив полюсов указанного ротора, имеющих соответственно разные полярности. А именно, если полюс 46 ротора 12, находящийся напротив якоря 54, является южным полюсом, то полюс 46 ротора 12, находящийся напротив якоря 56, является северным полюсом. Аналогичное утверждение верно и для расстояния между якорями 58 и 60 обмотки возбуждения 52.

С другой стороны, когда якоря 54 и 56 обмотки возбуждения 50 находятся каждый напротив соответствующего полюса 46, то якоря 58 и 60 обмотки возбуждения 52 находятся каждый напротив интервала между полюсами 46 ротора 12.

На фиг.4 проиллюстрирована работа ротора, показанного на фиг.3, в четыре стадии, на фиг.4 условно показано, что обмотка каждого якоря намотана в направлении, показанном на фиг.3.

На первой стадии, ток от клеммы Е₄ течет только к клемме Е₃. Следовательно, концы якорей 58 и 60 поворачиваются, соответственно, к южному полюсу и к северному полюсу, а поскольку соседним является южный полюс ротора 12, ротор 12 смещается влево, если смотреть по чертежу, на четверть шага.

На второй стадии, ток от клеммы Е₂ обмотки возбуждения 50 течет только к клемме Е₁. На третьей стадии, ток от клеммы Е₃ обмотки возбуждения 52 течет только к клемме Е₄. И на четвертой стадии, ток течет от клеммы Е₁ обмотки возбуждения 50 только к клемме Е₂. На второй, третьей и четвертой стадиях полярность конца каждого якоря соответствует той, что показана на соответствующем чертеже, а поскольку полярность конца каждого якоря притягивает соседнюю противоположную полярность ротора 12, подобно тому, что происходило на первой стадии, ротора 12 смещается влево, если смотреть по чертежу, на четверть шага на каждой стадии.

По окончании одного цикла с первой стадии по четвертую стадию, ротор 12 перемещается влево, если смотреть по чертежу, на один шаг (Следовательно, ротор 12 поворачивается против часовой стрелки на один шаг). Ротор 12 можно поворачивать в обратном направлении, изменяя вышеупомянутые порядок и направление протекания тока.

На фиг. 5 или фиг. 7, показан предпочтительный вариант конструкции с ротором и статором, отличающимся от ротора 12 и статора 48, показанных на фиг. 3.

Обращаясь сначала к фиг.6, отмечаем, что заданная область внешней боковой поверхности ротора 12 в предпочтительном варианте осуществления разделена на верхнюю часть и нижнюю часть. Совокупность северных полюсов 46а в верхней части и совокупность южных полюсов 46б выполнены, соответственно, на, по существу, строго соблюдаемых интервалах друг от друга, выступая наружу в радиальном направлении. На фиг. 5 показаны полюсы, условно изображенные на плоскости в виде полосы, и на этом чертеже северному полюсу соответствует позиция 46а, а ее южному полюсу - позиция 46б.

На фиг. 7 показана пара обмоток возбуждения 50 и 52, образующая статор 48 в предпочтительном варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением. Концы якорей 54, 56 или 58, 60 также разделены на верхнюю и нижнюю части в соответствии с разделением полюсов 46 ротора 12 на верхнюю и нижнюю части, и в каждой части выполнена совокупность выступающих частей (две на фиг. 7), по существу, выступающих внутрь и расположенных на строго соблюдаемом интервале друг от друга. Выступающие части верхней и нижней частей расположены в шахматном порядке друг относительно друга.

На фиг. 5 обмотки возбуждения 50 и 52, фактически расположенные вокруг ротора 12, условно изображены расположенными на плоскости. Верхняя часть якорей 54, 56, 58 и 60 на фиг. 5 изображена под южным полюсом 46б ротора 12. А на самом деле верхняя и нижняя часть якорей 54, 56, 58 и 60 не отделены друг от друга, а составляют единое тело.

На фиг. 5 выступающие части верхней части якоря 54 расположены напротив северных полюсов 46а ротора 12, а выступающие части нижней части якоря 54 расположены напротив интервалов между южными полюсами 46б ротора 12. Кроме того, выступающие части верхней части якоря 56 расположены напротив интервалов между северными полюсами 46а ротора 12, а выступающие части нижней части якоря 56 расположены напротив южных полюсов 46б ротора 12.

Выступающие части верхней части ротора 58 расположены напротив северных полюсов 46а ротора 12 с перекрытием северных полюсов 46а на четверть шага влево, а выступающие части нижней части якоря 58 расположены напротив южных полюсов 46б ротора 12 с перекрытием южных полюсов 46б на четверть шага вправо.

Кроме того, выступающие части верхней части якоря 60 расположены напротив северных полюсов 46а ротора 12 с перекрываемых северных полюсов 46а на четверть шага вправо, а выступающие части нижней части якоря 60 расположены напротив южных полюсов 46б ротора 12, перекрывая южные полюса 46б на четверть шага влево.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, ток протекает так, как показано на временной диаграмме фиг.8.

На первой стадии ток от клеммы Е₁ течет к клемме Е₂ и от клеммы Е₃ - к клемме Е₄. В этот момент выступающие части якорей 54 и 58 поворачиваются к северным полюсам, а выступающие части якорей 56 и 60 поворачиваются к южным полюсам. Поэтому происходит отталкивание между выступающими частями верхней части якоря 58 и северными полюсами 46а верхней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием и притяжение между выступающими частями нижней части якоря 58 и южными полюсами 46б нижней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием. Кроме того, возникает притяжение между выступающими частями верхней части якоря 60 и северными полюсами 46а верхней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием, и отталкивание между выступающими частями нижней части якоря 60 и южными полюсами 46б нижней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием. Поэтому ротор 12 как единое целое перемещается вправо на четверть шага относительно статора 48.

Как показано на фиг. 8 импульс тока от клеммы Е₁ к клемме Е₂ на первой стадии не достигает всех участков, чтобы предотвратить перебег ротора 12. То же самое можно сказать и о последующих стадиях со второй по четвертую.

На второй стадии, ток течет от клеммы Е₁ к клемме Е₂ и от клеммы Е₄ - к клемме Е₃. В это время выступающие части якорей 54 и 60 поворачиваются к северным полюсам, а выступающие части якорей 56 и 58 поворачиваются к южным полюсам. Поэтому возникает отталкивание между выступающими частями верхней части якоря 54 и северными полюсами 46а верхней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием, и притяжение между выступающими частями нижней части якоря 54 и южными полюсами 46б нижней части ротора 12, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием. Кроме того возникает притяжение между выступающими частями верхней части якоря 56 и северными полюсами 46а верхней части ротора, расположенными напротив выступающих частей с частичным перекрытием. В результате этого, ротор 12 как единое целое перемещается опять вправо на четверть шага относительно статора 48.

На третьей стадии, ток течет от клеммы Е₂ к клемме Е₁ и от клеммы Е₄ - к клемме Е₃. На четвертой стадии, ток течет от клеммы Е₂ к клемме Е₁ и от клеммы Е₃ - к клемме Е₄. Подробное описание происходящего на третьей и четвертой стадиях опускается, но принцип работы по существу тот же, что и на первой и второй стадиях.

Поскольку на каждой стадии ротор 12 перемещается относительно статора 48 на четверть шага вправо, то за один цикл с первой стадии по четвертую ротор 12 перемещается вправо на один шаг (На самом деле, ротор 12 поворачивается по часовой стрелке на один шаг). Ротор 12 может поворачиваться в противоположном направлении, если изменить порядок и направление протекания тока по сравнению с упомянутым выше.

Снова обращаясь к фиг.1, отмечаем, что на фланце 6 оправы 2 объектива выполнен примерно в направлении радиуса цилиндрической части 4 - круговой паз 62.

Две пластинки лепестков затвора, по существу, линейно противоположные друг другу, 64 и 66, установлены с возможностью поворота на стороне, противоположной той, где находится цилиндрическая часть 4 фланца 6. Конфигурация этих лепестков хорошо видна на фиг.9 и фиг.10.

В лепестке 66 выполнены направляющий паз 78 и отверстие 74, а в лепестке 54 выполнены направляющий паз 76 и отверстие 72, линейно противоположные направляющему пазу 78 и отверстию 74 лепестка 66.

Лепестки 64, 66 установлены с возможностью поворота на опорных пальцах 68, 70, закрепленных во фланце 6, благодаря наличию соответствующих отверстий 72, 74.

Опорный палец 68 проходит через отверстие 72 лепестка 64 и служит, кроме того, опорной направляющей 82, установленной с возможностью поворота.

Направляющий палец 80 введен с возможностью скольжения в круговой паз 62 и закреплен в направляющей 82. Направляющая 82 всегда отклонена в направлении по часовой стрелке пружиной кручения 84, один конец которой упирается в палец 83 ( см. фиг.9), выступающий из фланца 6, а другой конец сцеплен с одной из сторон направляющей 82. Направляющий палец 80 проходит сквозь направляющие пазы 76, 78 лепестков затвора 64, 66, сквозь круговой паз 62 фланца 6 и вступает в контакт с боковой поверхностью кулачка 14 установки экспозиции, находящегося на кольце 8 установки экспозиции.

Круговой паз 62, направляющая 82, пружина кручения 84 и направляющие пазы 76, 78 образуют средства открытия, которые открывают и закрывают лепестки 64, 66 затвора в соответствии с воздействием кулачка 14 установки экспозиции.

На фиг. 9 и 10 показаны положения, соответствующие открытому и закрытому состояниям лепестков 64, 66 затвора, соответственно. Если кольцо 8 установки экспозиции вращается в направлении по часовой стрелке, направляющий палец 80 отжимается наружу вдоль паза 62 в радиальном направлении фланца 6 кулачком 14 установки экспозиции. Поэтому, как показано на фиг.10, лепестки 64, 66 затвора поворачиваются, соответственно, друг от друга вокруг опорных пальцев 68, 70 и открываются.

В это время можно управлять расстоянием, на которое перемещается направляющий палец 80, посредством угла поворота кулачка 14 установки экспозиции, и можно управлять степенью открытия лепестков 64 и 66 затвора.

На фиг.11 показано, как ротор 12, установленный на внешней боковой поверхности цилиндрической части 4, может быть приведен во вращение якорями 54, 56, 58 и 60. Поскольку ротор 12 и кольцо 8 установки экспозиции соединены друг с другом стержнем 44, кольцо 8 установки экспозиции вращается вместе с ротором 12. Если кольцо 8 установки экспозиции вращается в направлении против часовой стрелки, то, поскольку передний рычаг 34 фокусировочного кольца 10 испытывает нажим со стороны прилива 18 кольца 8 установки экспозиции, фокусировочное кольцо 10 тоже вращается в направлении против часовой стрелки. В то же время, поскольку спусковой кулачок 16 кольца 8 установки экспозиции оказывает нажим на палец 26, храповой механизм 20 поворачивается в направлении против часовой стрелки. Кроме того, задний рычаг 36 фокусировочного кольца 10 отключает контактор 86, расположенный на фланце 6 оправы 2 объектива, и тем самым формируется электрический сигнал. Этот электрический сигнал посылается в центральный процессор (ЦП) 92, который будет рассмотрен ниже.

Как показано на фиг. 12, тубус 88 объектива установлен впереди оправы 2 объектива.

На подвижной части тубуса 88 объектива установлен рычаг 90, и этот рычаг 90 соединен с рычагом 38 фиксации объектива, расположенным на фокусировочном кольце 10. Как показано на фиг. 1, оконечная часть рычага 38 сделана в форме вилки, чтобы можно было соединить рычаг 38 фиксации объектива и рычаг 90.

Устройством электромагнитного затвора управляет обычная электронная система управления, изображенная на фиг. 13.

Согласно фиг.13, ток течет к статору 48 под воздействием ЦП 92 в соответствии с сигналом, поступившим со схемы 94 определения освещенности и со схемы 96 определения расстояния.

На фиг. 11 показано исходное рабочее состояние затвора. Если спусковая кнопка затвора (не показана) нажата на первой стадии, а именно при исходном состоянии затвора, к статору 48 потечет ток в соответствии с управляющим сигналом от ЦП 92. Как показано на фиг.14, ротор 12 вращается против часовой стрелки и храповой механизм 20 поворачивается в деблокирующее положение спусковым кулачком 16 кольца 8 установки экспозиции. В это время фокусировочное кольцо 10 тоже испытывает вращение под воздействием прилива 18 кольца 8 установки экспозиции, и в результате контактор 86 отключается. Соответствующий этой последовательности действий сигнал начала работы посылается в ЦП 92.

ЦП 92, принявший сигнал начала работ, возбуждает электромагнит 32, в результате чего сцепляющий элемент 28 втягивается в электромагнит, так что храповой механизм 20 удерживается в деблокирующем положении. Одновременно ЦП 92 выдает инвертированный сигнал, соответствующий величине расстояния, определенного схемой 96 определения расстояния, на статор 48. В результате ротор 12 поворачивается на соответствующий угол и перемещается в положение, показанное на фиг.15. В этот момент фокусировочное кольцо 10 также посредством пружины растяжения 43 - поворачивается по часовой стрелке.

Если поворот ротора 12 прекращается, ЦП 92 размагничивает электромагнит 32. Вследствие этого храповой механизм 20 отклоняется пружиной кручения 24, и стопор входит в зацепление с храповым венцом 42 фокусировочного кольца 10.

В то время, как фокусировочное кольцо 10 поворачивается под воздействием пружины 43 обратного хода, двигаясь по часовой стрелке, до тех пор, пока передний рычаг 34 фокусировочного кольца 10 не вступит в контакт с приливом 18, рычаг 90, вращаясь совместно с рычагом 38 фиксации объектива, поворачивает подвижную часть тубуса 88 объектива, и посредством этого осуществляется управление фокусом.

Если кнопка спуска затвора нажата на второй стадии, а именно при фотографировании, то в соответствии с осуществляемым ЦП 92 управлением, ток по статору 48 потечет так, чтобы ротор 12 продолжил поворот по часовой стрелке до достижения угла, соответствующего значению, определенному схемой 94 определения освещенности.

Вследствие этого, как показано на фиг. 16, кулачок 14 установки экспозиции кольца 8 установки экспозиции оказывает нажим на направляющий палец 8 и открывает лепестки 64, 66 затвора.

Как указано выше, степень открытия лепестков 64, 66 затвора определяется величиной перемещения направляющего пальца 80, поворачиваемого кулачком 14 установки экспозиции. Кроме того, продолжительность открытия будет определяться временем, в течение которого кольцо 8 установки экспозиции поворачивается против часовой стрелки по инвертирующему сигналу ЦП 92, вследствие чего направляющий палец 80 возвращается в исходное положение. Если кольцо 8 установки экспозиции поворачивается против часовой стрелки в соответствии с инвертирующим сигналом и возвращается в положение, изображенное на фиг. 11, то завершается один цикл работы затвора.

В заключение, работу устройства электромагнитного затвора можно пояснить рассмотрением следующих шести этапов.

На первом этапе: если спусковую кнопку затвора нажимают на первой стадии, линейный шаговый двигатель поворачивается в направлении соответствующем управляющему сигналу ЦП, средства блокировки переводятся в деблокирующее состояние спусковым кулачком 16, фокусировочное кольцо 10 тоже поворачивается в указанном направлении (против часовой стрелки, если смотреть по фиг. 11) поскольку передний рычаг 34 испытывает нажим со стороны прилива 18, и предопределенный сигнал начала работы электронных устройств поступает на ЦП через посредство контактора 86, задействуемого задним рычагом 36.

На втором этапе: средства блокировки удерживаются в деблокирующем положении в соответствии с управляющим сигналом ЦП 92, и ЦП 92 выдает инвертированный сигнал, соответствующий величине расстояния, определенного схемой определения расстояния, на линейный шаговый двигатель.

На третьем этапе: линейный шаговый двигатель поворачивается в противоположном направлении на угол, соответствующий величине расстояния, и фокусировочное кольцо 10 тоже поворачивается в противоположном направлении (по часовой стрелке) под воздействием средств 43 обратного хода.

На четвертом этапе: для операции поворота в случае остановки импульсного шагового двигателя характерно, что фокусировочное кольцо 10 блокируется средствами блокировки в соответствии с управляющим сигналом ЦП.

На пятом этапе: если спусковую кнопку затвора нажали на второй стадии, линейный шаговый двигатель продолжает поворачиваться в противоположном направлении на угол, соответствующий величине, определенной схемой определения освещенности согласно управляющему сигналу ЦП. Вследствие этого, кулачок установки экспозиции кольца установки экспозиции задействует средства открытия, и в результате этого лепестки 64, 66 затвора открываются.

На шестом этапе: кольцо 8 установки экспозиции поворачивается в направлении (против часовой стрелки), соответствующем заданному инвертированному сигналу ЦП 92. Вследствие этого лепестки 64, 66 затвора возвращаются в исходное закрытое положение под воздействием средств открытия.

Таким образом, в настоящем изобретении разработано устройство электромагнитного затвора простой конструкции. В частности, поскольку устройство электромагнитного затвора можно применять в фотоаппарате, выполняющем функции автоматической установки экспозиции и автоматической фокусировки, устройство электромагнитного затвора может быть применено в фотоаппарате, оснащенном объективом с переменным фокусным расстоянием, где фокусировка выполняется автоматически.

Формула изобретения

1. Устройство электромагнитного затвора, содержащее установленные соосно тубус объектива с подвижной частью, оправу объектива, включающую цилиндрическую часть и фокусировочное кольцо, а также два лепестка затвора, и средства открытия и закрытия лепестков затвора, отличающееся тем, что цилиндрическая часть оправы объектива дополнена закрепленным на ней фланцем, лепестки затвора установлены за фланцем с его стороны, противоположной стороне, на которой закреплена цилиндрическая часть, а также в него введены кольцо установки экспозиции, установленное с возможностью поворота на цилиндрической части оправы объектива и включающее в себя выполненные последовательно на внешней боковой поверхности кольца установки экспозиции в соответствии с заданным направлением его поворота кулачок установки экспозиции, прилив и спусковой кулачок, а также в него введены линейный шаговый двигатель роторного типа, средства обратного хода фокусировочного кольца для обеспечения движения фокусировочного кольца в направлении, противоположном направлению поворота, средства избирательной блокировки фокусировочного кольца, контактор, центральный процессор для управления поворотом линейного шагового двигателя в соответствии с сигналом с введенных схем определения освещенности и расстояния до объекта, и средства фиксации объектива, причем фокусировочное кольцо установлено с возможностью поворота на цилиндрической части оправы объектива и включает в себя выполненные последовательно на внешней поверхности фокусировочного кольца в соответствии с заданным направлением его поворота передний рычаг, рычаг фиксации объектива и задний рычаг, средства открытия и закрытия лепестков затвора выполнены с возможностью открытия и закрытия затвора путем воздействия кулачка установки экспозиции кольца установки экспозиции, контактор выполнен с возможностью формирования сигнала начала работы центрального процессора путем воздействия на него заднего рычага фокусировочного кольца.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линейный шаговый двигатель роторного типа включает в себя кольцевой ротор, установленный с возможностью поворота на цилиндрической части оправки объектива, и статор, концентрично расположенный вокруг ротора.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ротор линейного шагового двигателя имеет совокупность северных и южных полюсов, выступающих наружу в радиальном направлении и расположенных попеременно через одинаковые интервалы, а статор имеет две обмотки возбуждения, причем каждая из обмоток возбуждения имеет два якоря с интервалом между ними, обеспечивающим возможность якорям одной обмотки возбуждения располагаться напротив полюсов ротора с разными полярностями, а якорям другой обмотки возбуждения располагаться напротив интервала между полюсами ротора.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что статор линейного шагового двигателя дополнительно включает в себя постоянный электромагнит, размещенный между обмотками возбуждения.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что заданная часть внешней боковой поверхности ротора разделена на верхнюю часть с совокупностью северных полюсов и нижнюю часть с совокупностью южных полюсов, выполненных через одинаковые интервалы, а статор включает в себя две обмотки возбуждения, каждая из которых имеет два якоря, а каждый якорь имеет участки, разделенные на верхние и нижние части, выступающие наружу в радиальном направлении и соответствующие полюсам ротора, причем выступающие части верхних и нижних частей якоря расположены друг относительно друга в шахматном порядке с перекрытием на четверть шага северных и южных полюсов ротора.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что статор линейного шагового двигателя дополнительно включает в себя постоянный электромагнит, размещенный между обмотками возбуждения.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя по меньшей мере один палец, прикрепленный к кольцу установки экспозиции и проходящий в отверстие, выполненное в роторе линейного шагового двигателя.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рычаг фиксации объектива фокусировочного кольца выполнен в форме вилки для сцепления через введенный рычаг с подвижной частью тубуса объектива.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства обратного хода фокусировочного кольца представляют собой пружину растяжения, размещенную между фокусировочным кольцом и фланцем оправы объектива.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства избирательной блокировки, деблокировки и поддержания деблокированного состояния вращательного движения фокусировочного кольца включает в себя храповый венец, выполненный на фокусировочном кольце, храповый механизм, установленный с возможностью поворота на фланце оправы объектива и имеющий стопор и палец, пружину кручения для отклонения храпового механизма в направлении, противоположном направлению действия силы, прилагаемой со стороны спускового кулачка кольца установки экспозиции, и выполненный из магнитного материала сцепляющий элемент с прорезью, введенной в сцепление с пальцем храпового механизма.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что дополнительно введен электромагнит для притяжения сцепляющего элемента.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства открытия и закрытия лепестков затвора включают в себя кольцевой паз, выполненный во фланце оправы объектива, направляющую, установленную с возможностью поворота на фланце оправы объектива и имеющую направляющий палец, установленный с возможностью взаимодействия с кулачком установки экспозиции, пружину кручения для отклонения направляющего пальца и закрытия лепестков затвора, и направляющие пазы, выполненные в лепестках затвора перекрестно по отношению друг к другу, причем направляющий палец проходит сквозь направляющие пазы и кольцевой паз во фланце оправы объектива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16